探究5G移动网络新技术及核心网架构

作者:未知

  【摘 要】这个时代,被称之为信息时代,随着网络的兴起、科技的发展、手机电脑等终端的普及,信息的流通变的简单、准确、快捷。而5G网络不仅仅代表着人类科技的高度进步,还以传输速度快、信息容量大的优点完胜现有的3G、4G网络,可以预见,在未来的世界中,5G网络一定是社会的主流,在本研究中,我们将探究5G网络及其核心網的架构。
  【关键词】5G;核心网架构;探究
  引用
  随着3G、4G网络的普及,人们渐渐的体会到了网络通信的便利,由此5G网络通信技术的开发业被提上日程,5G网络能给人带来更多的便利,其概念的产生不仅仅只是一个空话,而是被业界所认可的、新的无线通信概念,对于现代的人们来说已经不再仅仅满足于更加快速的通信,而是追求智能的网络通信。人们坚信这种网络技术可以实现真的“无线的世界”,即人们无论在何种的环境下都能够体验近乎静止的通信,如果实现了这个目标,无论是对于人类的通信或其他领域都将是质的飞越。
  一、5G核心网架构的概念、设计及核心网的服务化架构
  1.1 5G核心网架构的概念
  5G核心网全称是第五代通信系统。我国是在2012年的时候提出的。目前,5G核心网的概念已经得到了业界的一致认可。在杭州结束的国际移动通信标准组织3GPP专业会议上,3GPP正式确认5G核心网架构采用中国移动牵头并联合26家公司提出的SBA架构(Service-based architecture基于服务的网络架构)作为统一基础架构。SBA采用“服务”来设计移动通的网元及主要功能,以“服务调用”取代传统的信令交流。这种设计有助于网络快速升级、提升资源利用率、加速新能力引入、便于网内和网外的能力开放,使得5G系统从架构上全面云化,利用快速扩缩容。
  1.2 5G核心网架构的设计
  5G系统架构标准项目的名称为R15“5G System Architecture”,简称5GS,是整个5G设计的第一个技术标准,也是事关5G全系统设计的基础性标准。5G整体系统的设计包括顶层设计、无线网设计、核心网设计等方面,5G系统架构标准项目主要是进行顶层设计和核心网设计,而架构和核心网的设计对5G网络管理运营至关重要,对运营商及整个产业链来说也有着非常重要的意义。同时,项目将对5G系统架构、功能、接口关系、流程、漫游、与现有网络共存关系等进行标准化,也是从系统设计和端到端角度对5G进行定义和规范,基本确定了5G网络的面貌、组网形态。5G网络架构需要遵守三大设计原则,首先是从刚性到软性,就是从固定网络(网元、固定连接、固定部署)到动态网络(动态部署、配置、灵活连接),网络资源虚拟化、网络功能的解耦和服务化,是移动网络IP化、互联网化,就是实现与IT网络互通融合,引入互联网技术,优化网络设计,最后是集中化智能和分布化处理,集中化智能-功能集中优化,为垂直行业提供个性化增值服务,并分布化处理-移动网络功能靠近用户,提高网络吞吐量,降低时延。以SDN/NFV技术实现网络云化,加上微服务设计,这意味着5G网络真正走向开放化、服务化、软件化方向,有利于实现5G与垂直行业融合发展。某知名行业自媒体评论,5G网络以NFV/SDN这个“形”作为平台基础,加上服务化的“神”实现5G能力,将真正“形神兼备”。
  1.3 5G核心网的服务化架构
  5G核心网的服务化架构是5G时代在网络架构方面的一个重大变革,具备灵活可编排、解耦、开放等传统网络架构所无法比拟的优点,是5G时代迅速满足垂直行业需求的一个重要手段。基于服务的网络架构借鉴IT领域的“微服务”设计理念,将网络功能定义为多个相对独立可被灵活调用的服务模块。基于此,运营商可以按照业务需求进行灵活定制组网,使得5G网络真正面向云化(CloudNative)设计,具备多方面优点,如便于网络快速升级、提升网络资源利用率、加速网络新能力引入,以及在授权的情况下开放给第三方等。
  二、5G网络架构所遇到的问题
  在通往5G网络的关键道路上并不是一帆风顺的,其中还有许多的问题等待着我们的解决。首当其冲的便是终端问题,虽然现在的手机、电脑等的发展非常好,技术异常发达,但如果应用5G网络进行数据、资料的传输,手机及电脑的芯片的处理速度非常可能跟不上数据的传输量,因此终端问题的解决势在必行;如果要实现正真的5G时代,基站的改变不可避免,因为要满足人们随时随地都可以进行通信的目标,基站的设计必须是小型化、功能强大多样化的,小型化的基站可以保证安装在任何场景,并能与周围的环境融为一体,像变色龙一样,这样设计可以在不影响环境美观的情况下为用户提供方便,满足了人们的需求,但在现阶段由于现在使用的是EPC网络,而EPC网络使用的是固定网元P-GW作为分层结构,不能够满足5G网络的传输需求,这会很大的影响5G网络的传输速度,因此这项技术也需要改进;上面我们已经说到了关于5G终端、5G传输过程中出现的问题,接下来就是我们在5G的控制方面所遇到的难题,集中或者分布的网络构架一直是研究者互相争论的焦点,两方的观点也是各有各的道理,从互联网发展的历史来看,首先是C/S分布,之后是P2P应用,最后是现在的云计算中心,这些不同时代的或集中式或分布式的构架各有各的优点,也各自有各自的局限性,以我们古代的国家为例,实行的是中央集权制度,却也出现了大唐盛世,而在西方,实行的是分布式管理,经济的发展也是良好的。由此可见,两种管理制度的选择非常困难,而我们则是要做出这道艰难的选择题。
  三、解决5G网络架构问题的建议
  提到了一些实现5G网络所出现的问题,在这里我们将提出解决这些问题的建议,首先在终端的芯片的处理功能不足的情况下,我们可以使用纳米技术制作芯片,因为纳米非常的微小,将其用在制作芯片上,即使芯片非常的小纳米技术也会有非常大的操作空间,它将会赋予芯片超高的精度、复杂程度及完善的功能,所以纳米技术绝对是制作芯片的不二选择;其次在5G的传输过程中,我们可以引入扁平化的IP架构,扁平化的IP构架是以业务量为依据,打破行政区域,实现跨省汇聚,减少汇聚节点,减少汇聚层次;在核心节点、汇接节点和边缘节点重叠的节点,内部简化为一个层次;根据业务量,任何边缘节点可以直接连接核心节点,汇聚节点跨省直联,实现全网的IP化。这种架构的转变会减少数据通道中的网元数量,进而将信息的传输的损耗降到最低,非常的有利于5G网络架构的建设;而对于集中或分布的网络构架选择而言,本文更加倾向于选择集中式的网络构架,因为现在云计算技术的发展使得计算机的运算变得更加的精准迅速,集中式的网络构架更加有利于数据的处理,相当于统一的思想接管分布式的“小构架”,这与我们的人体结构十分相像,相信这种构架的选择一定会为未来的5G网络通信的发展铺平道路,会对数据的迅速处理、收集、分类有十分大的帮助。
  结束语
  总而言之,对5G移动通信网络新技术和核心网架构的研究分析,就能有助于促进实际技术的研发。随着人们对移动通信网络的应用要求不断提高下,5G移动通信网络将会成为未来技术应用的趋势,从而大大提高人们的通信效率,在数据的处理上能实现高效化目标。希冀能借助此次理论研究,有助于促进5G移动网络的进一步发展。
  参考文献:
  [1]刁玉邦.基于光纤传送网的5G移动通信前传关键技术 2017.4
  [2]孙斌.5G移动通信技术及发展探究 2017.2
  [3]崔中海.5G移动通信技术及发展趋势的探究2016.7
  (作者身份证号码:341222198402198473)
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14817020.htm

服务推荐